农田水利工程是指为防治农田旱、涝、渍和盐碱灾害，改善农业生产条件，采取的灌溉、排水等工程措施和其他相关措施。该工程对于提高农业综合生产能力、保障国家粮食安全具有重要作用。农田水利工程包括灌溉工程和排水工程，涉及水土资源、灌排渠系及其建筑物的规划和建设。灌溉工程主要是指将水输送到农业土地上，补充土壤水分，改善作物生长发育条件的设施。指的是从水源到田间的输水系统，如渠道系统和管道系统。灌溉方式有多种，包括地面灌溉、喷灌、微灌（如滴灌、微喷灌等）、局部灌溉和节水灌溉等。

一、高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用价值

高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用价值体现在环保、经济、农业等各个方面^【1】。高效节水灌溉技术可以显著减少输水过程中的渗漏和蒸发损失，提高灌溉水的利用系数，从而提升水资源的应用效率。还有助于平衡农业用水需求与水资源供应之间的矛盾，保障粮食安全，支持农业的可持续发展。从经济效益角度来看，高效节水灌溉能够更精确地满足作物的水分需求，促进作物健康生长，从而提高农作物的产量和质量，进而提高农产品的市场价值，增加农业成交量，提高农户收入。从生态环境角度来看，节水灌溉技术可以减少对地下水的过度开采，防止土壤盐碱化和次生盐渍化，保护土壤结构和生态环境。在干旱和半干旱地区，高效节水灌溉技术可以提高农业的抗旱能力，保障作物在干旱条件下的生长。从未来发展角度来看，节水灌溉技术的应用促进了农业现代化进程，通过智能化、自动化的灌溉系统，提高了农业生产的科技含量和现代化水平。总之，高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用对于提升水资源利用效率、促进农业可持续发展、保护生态环境、降低生产成本、提高农业抗旱能力以及推动农业现代化都具有重要的价值和意义。

二、高效节水灌溉技术在农田水利工程中的具体应用

（一）渠道防渗技术

渠道防渗技术在农田水利工程中的应用是至关重要的，它能有效减少水资源的浪费、提高灌溉效率，并保护农田土壤结构。渠道防渗技术主要是通过改变原渠床土壤的渗透性能来减少渗漏，在这一过程中，农户需要使用机械进行压实、淤淀、抹光等，然后掺入化学材料增强土壤的不透水性^【2】。农户还需要设置防渗层，也就是渠道衬砌，可以使用混凝土、钢筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌砖、沥青、三合土、水泥土和粘土等不同材料。这些材料可以显著减少渠道渗漏损失，一般可以减少50%～90%。在渠道防渗技术中，农户需要选择渗透系数小的土壤、合理选择渗漏率小的材料、加强土壤固结和加固、合理开挖和回填以及设置有效的排水系统。渠道防渗技术还包括高压喷射灌浆技术，该技术主要是通过高压设备喷射使堤坝中的土层分散，浆液与土层融合，增强堤坝的实际强度，保障堤坝的安全性和可靠性。值得注意的是，无论哪种技术，农户都需要结合具体的工程条件和环境因素，以确保防渗措施的有效性和经济性。同时，农户还要做好质量控制和后期的维护管理工作，保障防渗工作的可持续推进。为了使渠道防渗技术能够有更好的发展，农户还需要在灌溉防渗渠道衬砌施工过程中，应积极引进和应用新技术，如无人机测量、BIM技术等，以提升施工效率与精度。同时还要建立完善的质量管理体系和安全生产责任制，加强施工过程的监控和检查，确保施工质量和安全。

（二）微灌技术

微灌技术在农田水利工程中是一种高效的节水灌溉方法，它通过管道系统将水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中，以此来实现水资源的节约^【3】。微灌技术能够减少水的浪费，一般比地面灌溉节水50%左右，比喷灌节水30%左右。它通过小流量局部高频灌溉，显著减少地表水分蒸发，提高灌溉水的利用率。微灌系统可以根据作物的需求，适时适量地向作物根区供水供肥，实现水肥一体化，提高作物产量和品质，一般可提高产量20%以上。微灌技术包括地表滴灌、地下滴灌、微喷灌和涌泉灌等多种形式，用来适应不同的作物和土壤类型。

地表滴灌技术是一种将水通过滴灌带或滴灌管直接输送到作物根部附近的土壤表面的灌溉方法。地表滴灌系统的水力性能和灌水均匀度会受到工作压力的影响，低压条件下，地下毛管的水力性能与地表毛管有所不同，土壤基质势的作用会影响灌水器的出流情况。灌溉系统设计时需要考虑水源、地形、土壤类型、作物需求等因素。首部枢纽包括水泵、过滤器、控制与测量仪表等，其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。值得注意的是，地下滴灌系统的最大缺点是滴灌系统埋入地下后，会受到土壤的挤压，造成对毛管的机械损坏和压实破坏。此外，虫害也可能对毛管构成危害。

微喷灌技术是一种高效的节水灌溉方法，它通过低压管道系统，以小的流量将水喷洒到作物根区附近的土壤表面。微喷灌具有灌水流量小、一次灌水延续时间较长、灌溉周期短、工作压力较低的特点。它能够较精确地控制灌水量，把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中去^【4】。微喷灌系统设计包括首部枢纽、输配水管网和灌水器等部分。设计时应考虑水源、气象、地形、土壤、植物、社会经济等因素，并进行水力计算、设备选型等。微喷灌技术一般可增收30%左右，对地形适应性强，可提高土地的利用率约8%。微喷灌系统可以随水将肥料和农药直接输送到作物根区，提高了化肥和农药的利用效率，节省了大量劳力费、机力费。微喷灌技术对环境的影响较小，它减少了输水过程中的渗漏损失和水对病虫害的传播，降低了农药和化肥的使用量，保护了环境。

涌泉灌也称为涌灌，是一种微灌技术，主要通过置于作物根部附近的开口小管向上涌出的小水流或小涌泉，将水灌到土壤表面。涌泉灌的灌水流量较大，一般不大于220升每小时，远超土壤的渗吸速度，通常需要在地表形成小水洼来控制水量的分布。该技术适用于地形平坦的地区，对于地形起伏较大的区域，灌水均匀度可能会降低。涌泉灌灌水器通常采用迷宫式流道设计，具有较大的过水断面，不易产生堵塞问题。涌泉灌灌水器的出流量大，抗堵性能较好，灌水均匀度高，制作成本低。涌泉灌的灌水技术主要包括周期数、循环率、周期放水时间和灌水流量^【5】。农户一般采用定时段变流程的方法，即每一个周期的放水流量及放水时间一定，而每个周期水流的推进距离不等。值得注意的是，涌泉灌灌水器的局部灌溉量有限，如果流量设置过大，可能会导致水肥损失。在实际使用中，农户要根据当地土壤条件，设置适宜的灌水器初始流量以避免造成水肥浪费。除此之外，灌水器性能有待改进，如迷宫流道灌水器在面临地形起伏较大区域时灌水均匀度低，压力补偿式灌水器在工作压力小于5米时，不具备压力补偿性能。

在微灌技术应用过程中，农户还需要设计微灌系统，该系统主要涉及水源、地形、土壤、作物需求、气候条件等多个方面的考量。微灌工程规划应符合当地水资源开发利用、农村水利、农业发展及园林绿地等规划要求，并与灌排设施、道路、林带、供电等系统建设和土地整治规划、农业结构调整及环境保护等规划相协调。必须对水源水量、水位和水质进行分析，确定设计供水能力。农户还需要进行水量平衡计算，确保水源供水能力与微灌系统的需水水平相匹配。微灌方式的选择需要具体情况，具体分析，农户可以根据水源、气象、地形、土壤、植物、社会经济、生产管理水平、劳动力等条件，自主选择滴灌、微喷灌、涌泉灌等灌水方式。

除此之外，微灌技术的应用也存在一些挑战，如系统投资较高、技术性较强、需要专业管理以及系统堵塞问题等。因此，农户在使用微灌技术时，需要考虑水源、土壤、社会经济等多方面的因素，进行科学规划和设计，以确保系统的高效运行和维护^【6】。

（三）喷灌技术

喷灌技术是一种通过喷头将水以喷洒方式进行灌溉的现代化方法，同样具备节水作用。整个喷灌系统可以是固定式的，也可以是半固定式或移动式的，由进水管、抽水机、输水管、配水管和喷头等部分组合而成。喷灌技术可以提高土地利用率，无需田间的灌水沟渠和畦埂，一般可增加耕种面积7%一10%。该技术的优势还在于适应性较强，能有效适用于各种地形和土壤，包括坡地和起伏不平的地面，以及透水性强的沙质土。同时还可以节省劳动力，便于实现机械化、自动化，大大减少了田间劳动量；增加产量，喷灌能控制土壤湿度，维持在作物生长最适宜的范围，有利于作物生长；节省水提高利用效率，一般比漫灌节省水量30%一50%，降低灌水成本。整个喷灌系统建设需要准备喷头、管及管道连接件、管道控制件、水泵及动力机等零部件，在设计时，农户需要做好水源分析计算、系统选型、技术参数确定等工作。管道水力计算涉及设计流量和设计水头、水头损失计算、水锤压力验算等内容。值得注意的是，喷灌技术虽然比传统灌溉方式节省了用水，但仍存在一定的蒸发和渗漏损失。喷灌技术在农业应用中，还可能导致农药和化肥的挥发和流失，对环境产生一定的负面影响。

为了减少喷灌技术对环境的影响，农户需要采取一些措施，如优化喷灌系统的设计，提高喷洒均匀度和精确度，以减少蒸发和渗漏损失。同时，农户还需要尽量选择对环境影响较小的农药和化肥，并精确控制喷洒量，以减少农药和化肥的挥发和流失。

（四）行走式喷灌技术

行走式喷灌技术是一种高效的节水灌溉方式，它利用拖拉机等农业机械作为动力源，配备贮运施水装置和作业机具，将水直接运送到田间进行灌溉。行走式喷灌技术包括滚移式、大型平移式、纹盘式等多种形式。其中，滚移式通过法兰连接的金属管，每隔一定距离安装大轮子，通过小动力机推动移动支管。大型平移式喷灌机是为了克服时针式喷灌机只能灌圆形面积的缺点而研发的，可以使支管作平行移动，灌溉面积呈矩形。纹盘式喷灌机通过软管给一个大喷头供水，软管盘在一个大绞盘上，喷头边走边喷，适合于灌溉粗壮的作物。行走式喷灌技术具有机动灵活、使用方便、投资少的特点。它可以直接从水源取水，不受运距限制，灌水机可以直接进地灌水，不占用耕地^【7】。该技术适用于各种地形和土壤，包括坡地和起伏不平的地面，以及透水性强的沙质土。从经济角度来看，行走式喷灌技术能够节省水资源，减少水的浪费。一般施水播种每公顷用水22.5～45吨，而传统的大水漫灌每公顷用水在1500吨左右。总之，行走式喷灌技术结合了节水灌溉和旱作农业，是农民智慧与现代科技的结合，也是农业机械化技术与节水农艺的结合。该技术的应用可以减少田间修渠工程，只要有水源，行走式灌溉机开到地里就可灌溉，大大节省了资金和劳动力。

结束语：

综上所述，近几年来，节水灌溉技术在农田水利工程中得到了广泛应用，这些技术包括渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌等，能有效提高水资源利用率，减少输水过程中的损失。节水灌溉技术的应用对于节约水资源、缓解农业缺水问题具有重要意义。在农田水利工程未来发展中，农田水利工程还涉及中小型河道整治、塘坝水库及圩垸建设、低产田水利土壤改良、农田水土保持、土地整治、农牧供水等方面。政府以及相关部门需要做好农田水利工程主导和科学规划工作，只有这样才能保证农田水利工程项目实现真正意义上的可持续发展。

参考文献：

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[5]尹建飞.浅谈高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用--以河西走廊高效节水为例[J].农村实用技术,2021(1):181-182.

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